面向“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)探索

李薇 田微

摘 要：“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”作為一門(mén)工程性和實(shí)踐性較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)專業(yè)課，教學(xué)設(shè)計(jì)是教師教學(xué)過(guò)程中不可或缺的部分，但現(xiàn)有的教學(xué)方式存在一定的問(wèn)題，從而導(dǎo)致整體教學(xué)水平的低下。該文根據(jù)該課程目前的教學(xué)狀況，以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力為目的，提出將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)法應(yīng)用于該課程的教學(xué)中。文章深入分析了本課程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思路，以及具體教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施步驟，并指出在實(shí)施教學(xué)項(xiàng)目過(guò)程中應(yīng)注意的若干問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：傳感器與檢測(cè)技術(shù) 教學(xué)形式 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng) 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0084-02

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”是自動(dòng)化、電子信息、電氣等相關(guān)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程兼?zhèn)涔こ绦院蛯?shí)踐性[1]。在現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)中，不論是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)還是小型電子嵌入式設(shè)備，傳感器都處于系統(tǒng)前沿位置，在整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中占有重要地位[2]。作為工業(yè)及制造業(yè)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)之一，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，傳感器相關(guān)知識(shí)與檢測(cè)技術(shù)也在不斷更新，這無(wú)疑是對(duì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的教學(xué)工作提出了更高的要求。

1 高等院校在本課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”集電、光、力、機(jī)械、化學(xué)、數(shù)學(xué)及工藝加工技術(shù)于一體，這種“多學(xué)科交叉性”是其“工程實(shí)踐性”的集中體現(xiàn)。在以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為核心的素質(zhì)教育中，本課程的教學(xué)必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，目前看來(lái)，本課程的教學(xué)存在以下兩方面的問(wèn)題。

1.1 學(xué)生自身水平差異較大

由于受到教育水平的地區(qū)差異性影響和招生情況的限制，高等院校中同一專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)水平也不盡相同，但在實(shí)際教學(xué)中，幾乎都會(huì)忽略學(xué)生的層次差異，采用相同的教學(xué)內(nèi)容、方法和考察方式，從而使得教學(xué)效果不是很理想。

1.2 教師教學(xué)內(nèi)容與方法的模式化

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程涉及種類繁多的傳感器及檢測(cè)技術(shù)，目前主要有兩種主線方式：以傳感器的物理特性為主線和以參數(shù)檢測(cè)的種類為主線[3]。在教學(xué)過(guò)程中，教師普遍采用以理論為主的教學(xué)方式講授各種傳感器技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)原理，很少涉及檢測(cè)電路的分析和傳感器的具體應(yīng)用。本課程的授課對(duì)象多為大三學(xué)生，大多無(wú)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)他們而言，一方面?zhèn)鞲衅鞯墓酵茖?dǎo)和原理圖較為枯燥；另一方面由于沒(méi)有接觸過(guò)傳感器，對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)，特別是內(nèi)部結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)比較抽象，對(duì)學(xué)習(xí)熱情有一定 影響。

2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)的迫切性和必要性

傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程存在三個(gè)中心：以教師為中心；以教材為中心；以課堂為中心。在這種模式中，教師是教學(xué)的主動(dòng)實(shí)施者，而學(xué)生則是被動(dòng)灌輸知識(shí)的對(duì)象，這在很大程度上壓抑了學(xué)生多向思維的發(fā)散，不僅降低了學(xué)生對(duì)該課程的主動(dòng)積極性，而且阻礙了學(xué)生的創(chuàng)新能力和個(gè)性發(fā)展[4]。特別是對(duì)于“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”這門(mén)工程實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，迫切需要找到一種合適的教學(xué)方法，既能夠讓學(xué)生對(duì)復(fù)雜的檢測(cè)方法與原理產(chǎn)生興趣，又能夠深入理解具體應(yīng)用。

在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)模式下，教師以工程實(shí)踐背景作為導(dǎo)向根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出不同的教學(xué)模擬項(xiàng)目和任務(wù)，同時(shí)將學(xué)生進(jìn)行分組，通過(guò)分工合作的方式來(lái)完成特定的模擬項(xiàng)目[5]。在具體的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生始終處于主體地位，教師則作為組織者和引導(dǎo)者，從而激發(fā)出學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

3 項(xiàng)目化“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”設(shè)計(jì)思路分析

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程初期，教師作為組織者和引導(dǎo)者，與學(xué)生充分交流和探討，完成對(duì)新知識(shí)的講解以及對(duì)項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)的確定；在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，教師需定期檢查項(xiàng)目進(jìn)展?fàn)顩r，對(duì)學(xué)生遇到的困難，應(yīng)及時(shí)給予指導(dǎo)，但同時(shí)應(yīng)保證越來(lái)越多的內(nèi)容由學(xué)生獨(dú)立完成；在項(xiàng)目實(shí)施的后期，教師組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收，并對(duì)項(xiàng)目執(zhí)行情況進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生較好地掌握多種傳感器的原理、結(jié)構(gòu)類型、安裝、選型以及量程、適用條件。

4 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的具體實(shí)施方案舉例

下面以智能尋跡傳感器為例，介紹項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)在本課程中的具體實(shí)施方法。智能尋跡傳感器可以采用多種檢測(cè)原理完成，如在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，則可分別講授各種傳感原理及對(duì)應(yīng)的外圍電路，但對(duì)學(xué)生而言無(wú)疑是枯燥無(wú)味的，即使部分學(xué)生有學(xué)習(xí)欲望，但也只能掌握理論上的部分知識(shí)，對(duì)應(yīng)這種傳感器如何測(cè)量及應(yīng)用并不是很清楚。下面我們將智能尋跡傳感器的教學(xué)內(nèi)容作為一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目來(lái)完成。

4.1 項(xiàng)目下達(dá)

任課教師對(duì)項(xiàng)目的基本情況和功能要求進(jìn)行講解說(shuō)明。本項(xiàng)目的主要目的是以能夠運(yùn)動(dòng)的小車(chē)作為載體，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠按照既定路線行駛的智能尋跡傳感器。本項(xiàng)目涉及多種傳感器檢測(cè)原理，不同的檢測(cè)原理對(duì)應(yīng)不同的傳感器特性。

4.2 項(xiàng)目組的分配

根據(jù)尋跡傳感原理的難易程度以及對(duì)應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)的規(guī)模，將學(xué)生進(jìn)行分組，此過(guò)程應(yīng)充分考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的差異。

4.3 項(xiàng)目初期資料收集

任課教師向各組學(xué)生講授項(xiàng)目中應(yīng)用的理論知識(shí)，提供相關(guān)的參考資源。如本項(xiàng)目中多種尋跡傳感原理（超聲波尋跡、電感線圈尋跡、紅外尋跡等）以及其測(cè)量電路等，并鼓勵(lì)學(xué)生積極使用校圖書(shū)館相關(guān)資源。

4.4 小組討論確定方案

在教師的組織引導(dǎo)下，提出并確定項(xiàng)目實(shí)施方案，準(zhǔn)備好需要的電路材料和測(cè)試設(shè)備。

4.5 以學(xué)生為主體的項(xiàng)目實(shí)施

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)際動(dòng)手的能力。通過(guò)各類傳感器在智能尋跡檢測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生對(duì)傳感器的檢測(cè)原理、結(jié)構(gòu)外觀、工裝方式、選型依據(jù)及其適用條件有較深入的認(rèn)識(shí)。

4.6 項(xiàng)目實(shí)施的驗(yàn)收與總結(jié)

項(xiàng)目實(shí)施結(jié)束后，教師組織學(xué)生對(duì)各項(xiàng)目組任務(wù)完成情況開(kāi)展分析和總結(jié)，對(duì)項(xiàng)目中的技術(shù)亮點(diǎn)進(jìn)行推廣，對(duì)表現(xiàn)突出的項(xiàng)目組成員提出表?yè)P(yáng)，并給出項(xiàng)目組和個(gè)人成績(jī)。最后教師在全班進(jìn)行總結(jié)，指出相關(guān)的知識(shí)要點(diǎn)。

5 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)法在本課程中應(yīng)該注意的問(wèn)題

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)模式作為一種改革性的教學(xué)方式，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)。但在教學(xué)項(xiàng)目的具體實(shí)施過(guò)程中，還需要注意以下問(wèn)題。

5.1 正確處理教學(xué)項(xiàng)目與教學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系

傳統(tǒng)教學(xué)模式中的教學(xué)實(shí)驗(yàn)是針對(duì)某一特定傳感原理而設(shè)計(jì)的，其作用在于學(xué)生能夠驗(yàn)證該傳感原理；而教學(xué)項(xiàng)目則應(yīng)盡可能全面包含教學(xué)內(nèi)容，其難易程度應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平來(lái)確定。

5.2 合理把握教師指導(dǎo)的深度

在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)實(shí)踐教學(xué)模式下，教師對(duì)本課程應(yīng)有較多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)被大多數(shù)學(xué)生喜歡并接受。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，主要包括對(duì)新知識(shí)的講解和對(duì)項(xiàng)目實(shí)施方案的解釋，而不是占據(jù)主體地位的講授，否則會(huì)使得學(xué)生有較強(qiáng)的依賴性。

5.3 有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可引入實(shí)際生活當(dāng)中的傳感器應(yīng)用實(shí)例，如交通違法的檢測(cè)、智能手機(jī)由若干傳感器構(gòu)成等。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)傳感器與檢測(cè)技術(shù)的目的，使得學(xué)習(xí)更有針對(duì)性。

6 結(jié)語(yǔ)

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”作為一門(mén)工程性的專業(yè)課，教學(xué)設(shè)計(jì)是教師教學(xué)過(guò)程中不可或缺的部分。通過(guò)合理設(shè)置教學(xué)項(xiàng)目，可以有效地將本課程中的理論知識(shí)和工程實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，既能夠讓學(xué)生有機(jī)會(huì)充分參與項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程，又可以工程應(yīng)用背景的實(shí)例來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐科軍，黃云志，王海欣，等.“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程改革與探索[J].中國(guó)電力教育，2012（2）：52-53.

[2] 錢(qián)志鴻，王義君.面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2013，35（1）：215-227.

[3] 龐晶，蘇雙臣，柴洪濤，等.傳感器與檢測(cè)技術(shù)教學(xué)改革研究[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（1）：23-24.

[4] 李薇，樊金榮，張志俊.關(guān)于“電路原理”課程與時(shí)俱進(jìn)的若干思考[J].科技資訊，2015（21）：218-219.

[5] 馮林，鄭薇薇.“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”和“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”相結(jié)合的創(chuàng)新教育研究[J].黑龍江教育（高教研究與評(píng)估），2010（4）：57-59.